神秘的暗物质

从字面上理解，那些黑暗、不发光的物质都可以叫暗物质。在历史上，有很多这样的“暗物质”。

1844年，德国天文学家贝塞尔观察天狼星的运动时，发现它的轨迹呈波浪形。他猜想，可能有一颗看不见的星星与天狼星组成双星系统。这颗看不见的星星在当时可以被视为那个时代的“暗物质”。后来，随着望远镜观测能力的提升，人们发现了一颗叫天狼 B的白矮星，它是天狼星的伴星。另一个例子是海王星的发现。当时人们发现天王星的轨道有些异常，英国的亚当斯和法国的勒威耶提出在天王星轨道外还有一颗大行星。后来，人们将望远镜对准预测的天区，发现了海王星。

这些曾被认为是暗物质的天体，在观测手段改进后，被证实是一些表现暗弱的普通天体。但是现在科学家发现，宇宙里确实存在一种真正的暗物质。暗物质的证据来自对星体运动的测量。在太阳系中，行星绕太阳运转的速度随着距离的增加而减小，这完全符合开普勒定律。然而，当我们观察像M33这样的星系时，发现越往外的天体绕星系中心转动的速度反而越快。这与理论预测完全不同。为了解释这种现象，科学家推测在那些黑暗、不发光的区域存在暗物质。这就是现代意义上通过天文学观测间接发现的宇宙中的暗物质。

有人可能会问，如果我们的观测能力提高，这些暗物质是否也会变成明物质？科学家也在思考这个问题。但是经过大量研究发现，这些暗物质的物理性质与普通物质完全不同：即使用更大的望远镜、更精确的观测设备，也无法直接“看到”暗物质。这就是暗物质神秘的地方。

宇宙的标准模型

基于大量的天文学观测，科学家建立了宇宙的标准模型。根据这个模型，宇宙始于约137亿年前的一次大爆炸，目前宇宙还在膨胀。宇宙的成分是这样的：普通物质约占5%，暗物质约占25%，还有约70% 是性质更为奇特的暗能量。

换句话说，人类过去几千年的探索实际上只触及了宇宙约5%的内容，剩下约95%的宇宙对我们来说还是完全未知的。科学家通过计算机模拟给出的宇宙中暗物质的分布图像，虽然不一定绝对准确，但它展示了我们目前对暗物质分布的理解。

无处不在，却难以捕捉

既然宇宙中有这么多暗物质，为什么我们在日常生活中感受不到呢？这是因为暗物质的分布非常稀疏。如果我们把整个地球这么大体积里的暗物质加起来，总质量只有约0.5千克。